本發(fā)明公開了一種太陽能電池用封裝膠膜材料，屬于光功能材料
技術領域：
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背景技術：
：隨著不可再生能源的衰竭及愈發(fā)嚴重的環(huán)境問題，作為清潔能源的太陽能受到前所未有的關注和重視。太陽能發(fā)電（又稱光伏發(fā)電）是有效利用太陽能的主要途徑之一，而作為太陽能發(fā)電的核心部件，太陽能電池組件的可靠性直接決定了太陽能發(fā)電的效能。在太陽能電池組件中，太陽能電池封裝膠膜是不可或缺的一部分。太陽能電池又稱為太陽能芯片或光電池，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導體薄片，受到光照，就可以瞬間輸出電壓及電流。太陽能電池的種類很多，其中單晶硅太陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟，規(guī)模生產時的效率為18%，在大規(guī)模應用和工業(yè)生產中仍占據(jù)主導地位，但由于單晶硅成本價格高，大幅度降低成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜作為單晶硅太陽能電池的替代產品。多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅太陽能電池相比成本低廉，不久將會在太陽能電池市場中占據(jù)主導地位。根據(jù)太陽能電池的特點，封裝材料必須滿足以下幾個條件：首先，封裝材料必須具有足夠高的透光率，以保證封裝后的電池組件有較高的光電轉換效率；其次，封裝材料需要有良好的抗紫外老化性能和光熱穩(wěn)定性，以滿足電池長時間的高效率運行；另外，封裝材料的耐濕氣滲透性也要達到一定要求，否則電池片在水汽的侵蝕下也會失去其光電轉換能力。現(xiàn)在市場上應用最多的封裝材料是乙烯-醋酸乙烯酯聚合物（eva），然而eva膠膜仍然存在易黃變，抗紫外老化性不足的缺點，縮短了封裝膠膜的使用壽命，同時粘結強度低，耐候性不好。因此，亟待尋找一種不易發(fā)黃，抗紫外老化性能佳，同時粘結強度和耐候性能好的封裝膠膜。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術問題：針對目前使用的封裝膠膜易變黃，抗紫外老化性不足，縮短了封裝膠膜的使用壽命，同時粘結強度低，耐候性不好的缺陷，提供了一種太陽能電池用封裝膠膜材料。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下所述的技術方案是：一種太陽能電池用封裝膠膜材料，按重量份數(shù)計，包括：100～120份乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末、3～5份乳化劑、2～4份陰離子型表面活性劑、50～60份混煉物粉末、10～15份抗老化填料、1～3份2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2～4份二乙烯基苯、0.5～0.7份抗氧化劑和0.3～0.5份硅烷偶聯(lián)劑；其特征在于：所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末是通過輻照處理后的，輻照處理的步驟為：稱取醋酸乙烯含量為5～15%的乙烯-醋酸乙烯共聚物加入粉碎機中粉碎后置于輻照箱中，利用β射線，在12～15kgy輻照劑量條件下進行輻照處理3～5min，得乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末。所述的混煉物粉末的制備步驟為：按重量份數(shù)計，包括20～40份甲基丙烯酸甲酯、120～150份聚丙烯和40～60份馬來酸酐，加入密煉機中，在轉速為80～100r/min和溫度為120～130℃的條件下混煉20～30min，得混煉物后放入烘箱中，在60～80℃溫度下干燥6～8h，得干燥物粉碎，即可得混煉物粉末。所述的乳化劑為單硬脂酸甘油酯。所述的陰離子型表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。所述的抗氧化劑為抗氧化劑1010。所述的硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh-570。所述的抗老化填料的制備方法為：（1）按質量比1:2:10，分別稱取氯化亞鐵、硝酸鐵和去離子水，混合后得混合液，加熱至50～60℃后滴加氯化亞鐵質量2～4倍質量分數(shù)25%氨水，滴加結束后升溫至85～90℃，攪拌40～60min后冷卻至室溫，采用磁分離技術收集得到固體顆粒，按質量比1:10將固體顆粒加入水中，超聲分散后得分散液；（2）按質量比1:5，分別稱取硫酸鈦和質量分數(shù)5%硫酸溶液混合，加熱至55～60℃后加熱硫酸鈦等質量質量分數(shù)5%氫氧化鈉溶液和硫酸鈦質量3～5倍分散液，攪拌后保溫陳化12～14h；（3）待陳化后冷卻至室溫，離心分離，收集沉淀物，洗滌后干燥，得干燥物，按重量份數(shù)計，分別選取70～80份干燥物、10～20份石墨烯、3～5份云母石和1～3份氧化鎂，混合后加入研磨機中研磨，過篩，得抗老化填料。本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是：（1）本發(fā)明將氯化亞鐵、硝酸鐵制備得磁性顆粒，與石墨烯、云母石等混合研磨得抗老化填料，添加在封裝膠膜材料中，使制備的太陽能電池用封裝膠膜粘結強度高，不易黃變，能有效降低紫外光對封裝膠膜的破壞，延長封裝膠膜的使用壽命；（2）乙烯-醋酸乙烯共聚物粉碎，輻照處理后可以改善共聚物與抗老化填料之間的界面力，使抗老化填料在共聚物中分散均勻，并使用甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯和馬來酸酐對乙烯-醋酸乙烯共聚物進行改性，提高乙烯-醋酸乙烯共聚物的耐候性能和粘結強度；（3）本發(fā)明在2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和交聯(lián)劑二乙烯基苯的作用下，可以形成強化交聯(lián)光引發(fā)體系，在輻射條件下，抗老化填料能和乙烯-醋酸乙烯共聚物迅速交聯(lián)，交聯(lián)后提高乙烯-醋酸乙烯共聚物的拉伸強度和熱老化性能。具體實施方式按質量比1:2:10，分別向三口燒瓶中依次加入氯化亞鐵、硝酸鐵和去離子水，攪拌混合15～20min后得混合液，將三口燒瓶放入水浴鍋中，并設置水浴溫度為50～60℃，向三口燒瓶中滴加氯化亞鐵質量2～4倍質量分數(shù)25%氨水，控制滴加速度為1～3ml/min，滴加同時以500～700r/min轉速進行攪拌，滴加結束后升溫至85～90℃，保溫攪拌40～60min，攪拌后冷卻至室溫，并采用磁分離技術收集得到固體顆粒，按質量比1:10將固體顆粒加入水中，在100～120w功率下超聲分散10～20min，得分散液；按質量比1:5，分別稱取硫酸鈦和質量分數(shù)5%硫酸溶液加入四口燒瓶中，攪拌混合10～15min后，將四口燒瓶放入水浴鍋中，升溫至55～60℃后向四口燒瓶中同時滴加硫酸鈦等質量質量分數(shù)5%氫氧化鈉溶液和硫酸鈦質量3～5倍分散液，控制氫氧化鈉溶液滴加速度為2～4g/min，控制分散液滴加速度為7～9g/min，滴加結束后以500～700r/min轉速攪拌混合30～40min，攪拌后保溫陳化12～14h；待陳化后冷卻至室溫，并取出四口燒瓶中的物料，在1000～1200r/min轉速下離心分離，收集沉淀物，用去離子洗滌2～4次后放入烘箱中，在60～70℃溫度下干燥5～7h，得干燥物，按重量份數(shù)計，分別選取70～80份干燥物、10～20份石墨烯、3～5份云母石和1～3份氧化鎂，混合后加入研磨機中研磨2～4h，過300～320目篩，得抗老化填料；按重量份數(shù)計，分別選取20～40份甲基丙烯酸甲酯、120～150份聚丙烯和40～60份馬來酸酐，加入密煉機中，在轉速為80～100r/min和溫度為120～130℃的條件下混煉20～30min，得混煉物后放入烘箱中，在60～80℃溫度下干燥6～8h，得干燥物并加入粉碎機中粉碎，過100～120目篩，得混煉物粉末；稱取400～600g醋酸乙烯含量為5～15%的乙烯-醋酸乙烯共聚物加入粉碎機中粉碎，粉碎后過70～80目篩后置于輻照箱中，利用β射線，在12～15kgy輻照劑量條件下進行輻照處理3～5min，得乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末；按重量份數(shù)計，分別選取100～120份乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末、3～5份單硬脂酸甘油酯、2～4份十二烷基苯磺酸鈉、50～60份混煉物粉末、10～15份抗老化填料、1～3份2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2～4份二乙烯基苯、0.5～0.7份抗氧化劑1010和0.3～0.5份硅烷偶聯(lián)劑kh-570，混合后加入雙螺桿擠出機中，在115～120℃溫度下擠出造粒，將造粒后的顆粒置于成膜機中成膜，控制膜厚度為0.2～0.4mm，即可得到太陽能電池用封裝膠膜材料。實例1按質量比1:2:10，分別向三口燒瓶中依次加入氯化亞鐵、硝酸鐵和去離子水，攪拌混合20min后得混合液，將三口燒瓶放入水浴鍋中，并設置水浴溫度為60℃，向三口燒瓶中滴加氯化亞鐵質量4倍質量分數(shù)25%氨水，控制滴加速度為3ml/min，滴加同時以700r/min轉速進行攪拌，滴加結束后升溫至90℃，保溫攪拌60min，攪拌后冷卻至室溫，并采用磁分離技術收集得到固體顆粒，按質量比1:10將固體顆粒加入水中，在120w功率下超聲分散20min，得分散液；按質量比1:5，分別稱取硫酸鈦和質量分數(shù)5%硫酸溶液加入四口燒瓶中，攪拌混合15min后，將四口燒瓶放入水浴鍋中，升溫至60℃后向四口燒瓶中同時滴加硫酸鈦等質量質量分數(shù)5%氫氧化鈉溶液和硫酸鈦質量5倍分散液，控制氫氧化鈉溶液滴加速度為4g/min，控制分散液滴加速度為9g/min，滴加結束后以700r/min轉速攪拌混合40min，攪拌后保溫陳化14h；待陳化后冷卻至室溫，并取出四口燒瓶中的物料，在1200r/min轉速下離心分離，收集沉淀物，用去離子洗滌4次后放入烘箱中，在70℃溫度下干燥7h，得干燥物，按重量份數(shù)計，分別選取80份干燥物、20份石墨烯、5份云母石和3份氧化鎂，混合后加入研磨機中研磨4h，過320目篩，得抗老化填料；按重量份數(shù)計，分別選取40份甲基丙烯酸甲酯、150份聚丙烯和60份馬來酸酐，加入密煉機中，在轉速為100r/min和溫度為130℃的條件下混煉30min，得混煉物后放入烘箱中，在80℃溫度下干燥8h，得干燥物并加入粉碎機中粉碎，過120目篩，得混煉物粉末；稱取600g醋酸乙烯含量為15%的乙烯-醋酸乙烯共聚物加入粉碎機中粉碎，粉碎后過80目篩后置于輻照箱中，利用β射線，在15kgy輻照劑量條件下進行輻照處理5min，得乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末；按重量份數(shù)計，分別選取120份乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末、5份單硬脂酸甘油酯、4份十二烷基苯磺酸鈉、60份混煉物粉末、15份抗老化填料、3份2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、4份二乙烯基苯、0.7份抗氧化劑1010和0.5份硅烷偶聯(lián)劑kh-570，混合后加入雙螺桿擠出機中，在120℃溫度下擠出造粒，將造粒后的顆粒置于成膜機中成膜，控制膜厚度為0.4mm，即可得到太陽能電池用封裝膠膜材料。實例2按質量比1:2:10，分別向三口燒瓶中依次加入氯化亞鐵、硝酸鐵和去離子水，攪拌混合15min后得混合液，將三口燒瓶放入水浴鍋中，并設置水浴溫度為50℃，向三口燒瓶中滴加氯化亞鐵質量2倍質量分數(shù)25%氨水，控制滴加速度為1ml/min，滴加同時以500r/min轉速進行攪拌，滴加結束后升溫至85℃，保溫攪拌40min，攪拌后冷卻至室溫，并采用磁分離技術收集得到固體顆粒，按質量比1:10將固體顆粒加入水中，在100w功率下超聲分散10min，得分散液；按質量比1:5，分別稱取硫酸鈦和質量分數(shù)5%硫酸溶液加入四口燒瓶中，攪拌混合10min后，將四口燒瓶放入水浴鍋中，升溫至55℃后向四口燒瓶中同時滴加硫酸鈦等質量質量分數(shù)5%氫氧化鈉溶液和硫酸鈦質量3倍分散液，控制氫氧化鈉溶液滴加速度為2g/min，控制分散液滴加速度為7g/min，滴加結束后以500r/min轉速攪拌混合30min，攪拌后保溫陳化12h；待陳化后冷卻至室溫，并取出四口燒瓶中的物料，在1000r/min轉速下離心分離，收集沉淀物，用去離子洗滌2次后放入烘箱中，在60℃溫度下干燥5h，得干燥物，按重量份數(shù)計，分別選取70份干燥物、10份石墨烯、3份云母石和1份氧化鎂，混合后加入研磨機中研磨2h，過300目篩，得抗老化填料；按重量份數(shù)計，分別選取20份甲基丙烯酸甲酯、120份聚丙烯和40份馬來酸酐，加入密煉機中，在轉速為80r/min和溫度為120℃的條件下混煉20min，得混煉物后放入烘箱中，在60℃溫度下干燥6h，得干燥物并加入粉碎機中粉碎，過100目篩，得混煉物粉末；稱取400g醋酸乙烯含量為5%的乙烯-醋酸乙烯共聚物加入粉碎機中粉碎，粉碎后過70目篩后置于輻照箱中，利用β射線，在12kgy輻照劑量條件下進行輻照處理3min，得乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末；按重量份數(shù)計，分別選取100份乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末、3份單硬脂酸甘油酯、2份十二烷基苯磺酸鈉、50份混煉物粉末、10份抗老化填料、1份2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2份二乙烯基苯、0.5份抗氧化劑1010和0.3份硅烷偶聯(lián)劑kh-570，混合后加入雙螺桿擠出機中，在115℃溫度下擠出造粒，將造粒后的顆粒置于成膜機中成膜，控制膜厚度為0.2mm，即可得到太陽能電池用封裝膠膜材料。實例3按質量比1:2:10，分別向三口燒瓶中依次加入氯化亞鐵、硝酸鐵和去離子水，攪拌混合17min后得混合液，將三口燒瓶放入水浴鍋中，并設置水浴溫度為55℃，向三口燒瓶中滴加氯化亞鐵質量3倍質量分數(shù)25%氨水，控制滴加速度為2ml/min，滴加同時以600r/min轉速進行攪拌，滴加結束后升溫至87℃，保溫攪拌50min，攪拌后冷卻至室溫，并采用磁分離技術收集得到固體顆粒，按質量比1:10將固體顆粒加入水中，在110w功率下超聲分散15min，得分散液；按質量比1:5，分別稱取硫酸鈦和質量分數(shù)5%硫酸溶液加入四口燒瓶中，攪拌混合12min后，將四口燒瓶放入水浴鍋中，升溫至57℃后向四口燒瓶中同時滴加硫酸鈦等質量質量分數(shù)5%氫氧化鈉溶液和硫酸鈦質量4倍分散液，控制氫氧化鈉溶液滴加速度為3g/min，控制分散液滴加速度為8g/min，滴加結束后以600r/min轉速攪拌混合35min，攪拌后保溫陳化13h；待陳化后冷卻至室溫，并取出四口燒瓶中的物料，在1100r/min轉速下離心分離，收集沉淀物，用去離子洗滌3次后放入烘箱中，在65℃溫度下干燥6h，得干燥物，按重量份數(shù)計，分別選取75份干燥物、15份石墨烯、4份云母石和2份氧化鎂，混合后加入研磨機中研磨3h，過310目篩，得抗老化填料；按重量份數(shù)計，分別選取30份甲基丙烯酸甲酯、140份聚丙烯和50份馬來酸酐，加入密煉機中，在轉速為90r/min和溫度為125℃的條件下混煉25min，得混煉物后放入烘箱中，在70℃溫度下干燥7h，得干燥物并加入粉碎機中粉碎，過110目篩，得混煉物粉末；稱取500g醋酸乙烯含量為10%的乙烯-醋酸乙烯共聚物加入粉碎機中粉碎，粉碎后過75目篩后置于輻照箱中，利用β射線，在14kgy輻照劑量條件下進行輻照處理4min，得乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末；按重量份數(shù)計，分別選取110份乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末、4份單硬脂酸甘油酯、3份十二烷基苯磺酸鈉、55份混煉物粉末、12份抗老化填料、2份2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、3份二乙烯基苯、0.6份抗氧化劑1010和0.4份硅烷偶聯(lián)劑kh-570，混合后加入雙螺桿擠出機中，在117℃溫度下擠出造粒，將造粒后的顆粒置于成膜機中成膜，控制膜厚度為0.3mm，即可得到太陽能電池用封裝膠膜材料。對照例：乙烯-醋酸乙烯酯聚合物將實例1至實例3及對照例制備的封裝膠膜材料裁剪成一樣大小的試樣放入老化箱中，在100℃度下進行熱氧氧化，分別在5天、15天及30天進行黃度指數(shù)的測定。測定結果如表1。表1黃度指數(shù)測定實例1實例2實例3對照例5d0.0150.0170.0140.05115d0.0210.0190.0200.06430d0.030.0280.0290.078將實例1及實例3對照例所得的封裝膠膜材料裁剪成一樣大小的試樣，按照gb/t2791-1995進行剝離強度測試，測試結果如表2。表2剝離強度實例1實例2實例3對照例剝離強度（n/cm）35404225由表1和表2可知，本發(fā)明制備的太陽能電池用封裝膠膜材料耐老化性能好，不易發(fā)黃，且剝離強度高，符合太陽電池的使用要求。當前第1頁12